Baskets à LED

Des baskets à LED dans un TP d’électronique ? Ah mais oui ! On se penche sur la gestion de couleurs dans tous les sens… ...

Matériel :

• carte Arduino Uno

• shield Grove

• 2 boutons-poussoir Grove, voire 4 si l’intégralité est traitée

• afficheur LCD Grove

• relais Grove (en option)

Présentation

Pour des raisons de sécurité, la boîte de nuit« The Sin» ne peut recevoir plus de 250 personnes simultanément. La société au sein de laquelle vous travaillez a été mandatée pour réaliser un système de limitation des entrées.

Cahier des charges fonctionnel

Votre équipe de travail a mis au point un portique d'entrée/ sortie, et c'est vous qui êtes prévu pour en assurer la programmation. Le cahier des charges fonctionnel initial est le suivant :

• une personne qui est autorisée à entrer reçoit une carte RFID (simulée par un BP). Lorsqu'elle entre, un système ouvre un tourniquet (activation d'un relais pendant 2 s) et affiche le

  nombre de personnes présents dans le bâtiment (incrémentation d'une variable) ;

• une personne qui sort décrémente le comptage ;

• lorsque 250 danseurs sont présents, le système n'autorise pas d'entrée ... il faut attendre qu'un client aille fumer (c'est pas bien!) ou quitte l'établissement pour pouvoir accueillir une autre personne ...

• le système distingue les badges portés par des filles de ceux portés par des garçons ; cela permet de motiver les danseurs à payer une entrée.

• bien entendu, comme dans la majorité des discothèques, l'entrée est gratuite pour les filles.

Programmation

Le programme pour la gestion des entrées (filles et garçons) ci-dessous a été établi avec les étapes suivantes (avec 1 seul bouton poussoir):

• réaliser le système de comptage (sans décomptage) ;

• ajouter le système d'affichage ;

• ajouter la gestion des limites ;

Modification

Modifier le programme pour faire le décompte des personnes sortant de la boite en t'inspirant de l'exemple pour le comptage.

#include <Wire.h>
#include <SeeedOLED.h>
//
int compteur;
//
void setup() {
// Déclaration boutons poussoirs et valeurs par défaut des variables
// Bouton poussoir sur le pin 7
pinMode(7,INPUT);
compteur = 0;
// Initialisation de l'ecran OLED Display
Wire.begin();
SeeedOled.init();  //initialze SEEED OLED display
SeeedOled.clearDisplay();           //clear the screen and set start position to top left corner
SeeedOled.setNormalDisplay();       //Set display to Normal mode
SeeedOled.setPageMode();            //Set addressing mode to Page Mode
// Déclaration des lignes de textes et leurs positions
SeeedOled.setTextXY(0, 0);          //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
SeeedOled.putString("Bienvenue au Sin"); //Print the String
SeeedOled.setTextXY(2, 0);          //Set the cursor to 3th Page, 0th Column
SeeedOled.putString("Nbr de personnes");
SeeedOled.setTextXY(3, 0);          //Set the cursor to 3th Page, 0th Column
SeeedOled.putString("dans la boite:");           //Print number
SeeedOled.setTextXY(4, 108);          //Set the cursor to 4th Page, 0th Column
SeeedOled.putNumber(compteur);           //Print number    
SeeedOled.setTextXY(6, 0);          //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
SeeedOled.putString("Bonne soiree"); 
SeeedOled.setTextXY(7, 0);          //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
SeeedOled.putString("Amusez-vous"); //Print the String
//
//
}

void loop() {
  if ( digitalRead(7)== HIGH){
    if (compteur<250) {
        compteur = compteur +1;  // Incrémentation du compteur de personnes
        // commande de debuggage
        //Serial.begin(9600);                 // Initialisation du port Serie
        //Serial.println(compteur);
        //
        SeeedOled.setTextXY(4, 108);         //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
        SeeedOled.putNumber(compteur);    //recupere la valeur du compteur
        delay(200);      // Tempo pour une incrémentation moins rapide
    }
    else 
      if (compteur=250) {
        SeeedOled.setTextXY(2, 0);          //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
        SeeedOled.putString("Capacite Max de ");
        SeeedOled.setTextXY(3, 0);          //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
        SeeedOled.putString("250 personnes ");
        SeeedOled.setTextXY(4, 0);          //Set the cursor to 0th Page, 0th Column
        SeeedOled.putString("atteinte!!      "); //Print the String 
      }
  }
}

Modification pour aller plus loin

Tu peux rajouter deux boutons poussoir pour faire le comptage des filles et celui des garcons et modifier le programme

Faire le schéma de cablage et la programmation pour l'un des projets suivant:

• Quizz Game

• Buzzer Game

• ou un projet de ton choix (à faire valider par le professeur)

Présentation

Les baskets à LED sont composées d'un bandeau de LED multicolores et d'un bouton-poussoir de commande. L'ensemble est alimenté par une batterie rechargeable.

1. Comment recharge-t-on les baskets?

2. D'aprés la notice, quelle est l'autonomie donnée par le fabricant?

Le fonctionnement est le suivant:

• (arrêt)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en rouge (255,0,0)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en bleu (0,0, 255)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en vert (0,255,0)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en rose (255,0,128)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en bleu turquoise (0,255,255)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en jaune (255,255,0)

• pression sur le bouton poussoir : allumage en blanc (255,255,255)

• pression sur le bouton poussoir : extinction

Carte Arduino

1. Préparer le matériel de la facon suivante:

   • Connecter le bouton poussoir sur le connecteur "D2"

   • Connecter la LED RGB sur le connecteur "D4"

   • Relier l'arduino à l'ordinateur grâce au câble USB

2. Lancer le logiciel arduino afin de charger le code à modifier.

   • Copier le contenu du programme donnée ci-aprés

   • • Enregistrer le projet

     • Appuyer sur la touche téléverser

     • Comprendre, analyser et expliquer le role du programme

3. Lancer le logiciel arduino afin de charger le code à modifier.

   • Une fois le fonctionnement du code compris modifier ce dernier pour allumer la LED qu'aprés avoir appuyer sur le bouton

   • Enregistrer le projet

   • Appuyer sur la touche téléverser

   • Comprendre, analyser et expliquer le role du programme

Les Baskets

Modifier le programme de façon à ce que le changement de couleur ne se fasse pas toutes les 1000ms mais lors de la pression sur le bouton poussoir. Pour cela il faudra que vous ajoutiez des lignes de codes et utiliser la boucle "If" (c'est une boulce d'exécusion qui dit que si une action est faite alors le programme en dessous s'éxécute)

Présentation Arduino

ARDUINO est une plateforme matérielle et logicielle de développement d'applications embarquées.

Côté matériel, elle se compose d'une carte électronique basée autour d'un microcontrôleur (ATM EL AVR) comportant un certain nombre d'entrées et de sorties (les ports) permettant la connexion de capteurs, ou d'actionneurs.

Le logiciel de programmation des modules ARDUINO est une application Java, libre et multi- plateformes, servant d'éditeur de code et de compilateur, et qui peut transférer le programme au t ravers de la liaison USB. Le langage de programmation ut ilisé est un mélange de Cet de C++, restreint et adapté aux possibilités de la carte.

La carte Arduino Uno

La carte Arduino se décompe comme ci-dessous:

Les caractéristiques sont listées ci-aprés:

Pour démarrer avec le programmation en Arduino

Effectuer le branchement ci-dessous:

Le scénario à programmer est le suivant:

Pour une découverte du language en C++ pour la programmation en Arduino faire la démarche comme indiquée ci-aprés:

• Reproduire sous Arduiblock le programme comme indiqué dans le scénario donné précédemment (Attention à mettre à jour le logiciel avec la bonne carte arduino et les bonnes broches de raccordement)

• Regarder le programme généré en C++ pour le comprendre en vue de sa modification

• Téléverser et tester le programme

Modification du programme

1. Une fois ce petit programme testé, tu vas essayer de diminuer le délais afin de voir quelle est la valeur à partir de laquelle l’oeil ne voit plus la LED clignoter (persistance rétinienne).

2. Ensuite tu vas écrire le logigramme pour faire un SOS lumineux en langage Morse avec la LED (aide toi d'Internet pour trouver les informations). Montre ton logigramme au professeur.

3. Tu peux maintenant programmer la platine Arduino avec ArduBlock pour lancer un SOS lumineux !

Faire valider par le professeur

​

Petit conseil pour la programmation:

• Tu peux aussi utiliser la fonction Répète pour effectuer plusieurs fois la/les même(s) opération(s).

• Pour éviter de modifier plusieurs paramètres à chaque fois, utilise une variable pour fixer le délais de clignotement cours et une autre pour long, tu gagneras du temps !

​

Utilisation et programmation d'un bouton poussoir

A partir de l'exercice précédent, rajouter un bouton poussoir pour allumer la LED.

Aide-toi d'Arduiblock pour comprendre le programme

Modification du programme

1. Branche un deuxième bouton poussoir (sur la broche 3 par exemple) Fonctionnement : si j'appuie sur le bouton poussoir 1, la LED s'allume (et reste allumée). Si j'appuie sur le bouton poussoir 2, la LED s'éteint.

2. Tu peux ajouter une fonction à ce deuxième programme : si j'appuie sur le bouton poussoir 1 ET le bouton poussoir 2 alors la LED clignote (s'aider du TP n°1).

3. Maintenant réalise le programme suivant avec un seul bouton poussoir : si j'appuie une fois sur le bouton poussoir alors la LED s'allume. Si j'appuie une deuxième fois sur le bouton poussoir alors la LED s'éteint. Il faut utiliser une variable numérique : si j'appuie une fois, la variable est mise à 1, si j'appuie une deuxième fois, la variable est mise à 0.

Les étapes de développement

Le logiciel ARDUINO a pour fonctions principales :

► De pouvoir écrire et compiler des programmes pour la carte ARDUINO

► De se connecter avec la carte ARDUINO pour y transférer les programmes

► De communiquer avec la carte ARDUINO

Interface de programmation

L' interface de programmation du logiciel ARDUINO est la suivante:

La « Barre de Boutons » qui donne un accès direct aux fonctions essentielles du logiciel. Les différents boutons :

Structure d'un programme

Un programme destiné à une carte ARDUINO est constitué de 3 parties :

La première partie permet de définir les constantes et les variables en déclarant leur type. Elle permet également l'inclusion des bibliothèques ut ilisées dans le programme au moyen de #include.

La fonction setup() contient les Instructions d' init ialisation ou de configuration des ressources de la carte comme par exemple, la configuration en entrée ou sorties des broches d'E/S numériques, la définition de la vitesse de communication de l'interface série, etc .. Cette fonction n'est exécutée qu'une seule fois juste après le lancement du programme.

La fonction loop() contient les Instructions du programme à proprement parlé. Cette fonction sera répétée indéfiniment tant que la carte ARDUINO restera sous tension.

Les commentaires sont placés sur une ligne unique ou sur plusieurs lignes, comme indiqué ci-dessous

On passe à la suite si tu as compris la structure d'un programme. Tu peux faire une simulation avec ArduiBlock pour comprendre comment et fait le code.

Définition des variables: un certain nombre de noms de constantes sont prédéfinis dans le langage "ARDUINO"

Les variables sont trés importantes pour fixer les entrées/sorties de notre programme

Les bibliothèques de fonctions: une bibliothèque est un ensemble de fonctions utilitaires mises à disposition des utilisateurs de l'environnement Arduino. Les fonctions sont regroupées en fonction de leur appartenance à un même domaine conceptuel (mathématique, graphique, tris, etc). L’IDE ARDUINO comporte par défaut plusieurs bibliothèques externes. Pour les importer dans votre programme, vous devez utiliser le menu suivant :

L'instruction suivante sera alors ajoutée au début de votre programme: #include <la_bibliothèque.h>

La encore l'importation de bibliothèque est trés important pour simplifier les programmes de codage. Pour connaitre les capteurs/actionneurs utilisants une bibliothèque chercher le composant sur https://www.seeedstudio.com/​

Le fichier ci-dessous donne les différentes fonctions possibles pour la programmation arduino.

Matériel :

• Arduino Uno

• shield Grove

• module Grove Serial Bluetooth v3

• bouton-poussoir Grove

• Smartphone sous Android

Présentation

On souhaite établir une liaison sene Bluetooth entre une carte Arduino Uno et un smartphone/tablette sous Android :

• la carte Arduino enverra une information au téléphone en fonction

  de l'état d'un BP ;

• le téléphone recevra cette information grâce à une application

  dédiée, réalisée sous Applnventor.

Arduino

NB: le module Serial Bluetooth v3 devra être connecté au port UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Il doit être ôté lors de chaque téléversement

1. Connectez un BP en D5. Ne connectez pas le module Bluetooth V3 à la carte Arduino.

2. Collez le contenu suivant dans un onglet vierge et envoyez-le vers la carte (et enregistrez le fichier sous le nom « TP105.ino »). Une fois le téléversement terminé, connectez le module Bluetooth sur le port UART.

3. Établissez l'algorigramme du programme Arduino.

byte buttonState;​void setup(){  Serial.begin(9600);  pinMode(5, INPUT);}​void loop(){  buttonState = digitalRead(5);  if (buttonState == HIGH)  {    Serial.println("Button pressed");  }  else  {    Serial.println("Button released");  }  delay(300);}

Android

1. Sous Applnventor (http://appinventor.mit.edu), saisissez le design fourni en annexe 1 ( ou à peu près).

2. Ajustez le « Timerlnterval » du composant « Clockl » à 300 ms. À quoi sert un composant « Clock » ?

3. Sous Applnventor, saisissez les blocs fournis en annexe 2 et expliquez le rôle de chacun.

Système final

1. Compilez le programme pour générer un fichier APK, téléchargez l'application via un QR code puis ... testez-la!

Annexes

​Annexes.pdfAnnexes.pdf - 150KB

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Matériel :

• Arduino Uno

• shield Grove

• module Grove Serial Bluetooth v3

• afficheur LCD Grove

• smartphone sous Android

Arduino

Le module Serial Bluetooth v3 devra être connecté au port UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Il doit être ôté lors de chaque téléversement.

Ne connectez pas le module Bluetooth V3 à la carte Arduino.

• Suivre les étapes décrites dans le document suivant et tester le programme.

Allumer une LEDtuto_appinventor-bluetooth.pdf - 2MB

Pour transférer le programme Arduino, bien suivre la procédure suivante :

• Déconnecter la liaison BT (bouton disconnect sur le smartphone);

• Retirer physiquement le module BT de la carte Arduino ;

• téléverser le programme ;

• brancher le module BT sur la carte Arduino ;

• établir la liaison BT (bouton connect sur le smartphone).